Austauschthread - CNC Fräsen für CFK, CAD & CAM

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    • Austauschthread - CNC Fräsen für CFK, CAD & CAM

      Hallo zusammen,

      Wie von @katana angeregt ist es vielleicht wirklich ganz geschickt, wenn wir zum Thema CNC Fräsen, CAD & CAM mal einen eigenen Thread auf machen, anstatt den Austausch über diverse Frame Vorstellung Threads zu verteilen ;)

      In diesem Thread soll es primär um die CAD & CAM Seite der Geschichte gehen, bezogen auf den Anwendungsfall CFK für Frames zu fräsen. Wie mache ich was, welche Software kann man nutzen, worauf sollte man achten, was klappt nicht, wo hat man Probleme etc.….

      Ich lege einfach mal mit meinem Ablauf los:
      Ich bin noch relativ frisch im Bereich CNC Fräsen, Anfang 2019 habe ich mir eine Mostly Printed CNC gebaut und wurschtel mich seitdem so durch. Gelernt habe ich von dem Bereich Zerspanung und Materialbearbeitung nie etwas (Ich komme aus der IT Ecke), alles learning by doing, viel Youtube und Internet lesen.

      Softwareseitig arbeite ich komplett in Fusion 360, sowohl was den CAD als auch den CAM Part angeht. Fusion als CAD kenne ich jetzt schon seit gut 3 Jahren aus dem Bereich 3D Drucken, da war der Schritt zum CAM Modul nicht sonderlich weit.

      Als wirklich angenehm empfinde ich die komplette Integration von beiden Teilen. Man springt extrem schnell vom Einem zum Anderen. Stellt man beim CAM fest, dass irgendetwas nicht so richtig gezeichnet ist, kann man kurz ins Design zurück gehen, die Änderung machen und hat im CAM direkt das neue Modell und muss nur kurz die Pfade neu generieren.

      Mein allgemeines Vorgehen sieht in Fusion aktuell so aus:
      • Ich Zeichne den Frame komplett so wie er später auch aufgebaut sein soll. Also nicht jedes Teil für sich, sondern direkt da wo es hinsoll, inclusive aller Abhängigkeiten von anderen Teilen. Dabei packe ich jedes einzelne Teil in eine eigene Komponente. Die CFK Stärke wird als Parameter hinterlegt. Je nach Frame (besonders bei den Verticals) muss man an der Stelle allerdings schon etwas im Hinterkopf haben mit welchem Fräser Durchmesser man später Fräsen will, damit man die Innenradien schon im Modell berücksichtigen kann. Das mache ich auch über Parameter, so kann man die bei Bedarf schnell anpassen. Nach diesem Schritt sieht das dann in etwa so aus:

      • Für den CAM Part lege ich mir aktuell ein zweites Design an und importiere dort das Original Design des Frames. Die Verlinkung bleibt erhalten, Änderungen am Frame kommen so bei einem Refresh im CAM an. Der Vorteil ist, dass man jetzt die einzelnen Komponenten frei anordnen kann, gleichzeitig aber bei Bedarf immer noch am Modell selbst gut arbeiten kann. Die einzelnen Teile werden nach Stärke sortiert angeordnet so wie sie später gefräst werden sollen. Dazu erstelle ich mir eine Platte in der passenden Stärke und platziere die einzelnen Komponenten über Joints auf der Platte.
        Beim Fräsen befestige ich die Platten über Schrauben & Unterlegscheiben an den Rändern, gerade dünne Platten biegen sich da bei einer Größe von 20x30cm gerne weiter innen etwas hoch. Um das zu verhindern zeichne ich mir jetzt einige Bohrungen in die Platte um sie an den Stellen später noch einmal mit Schrauben zu befestigen. Danach habe ich in Fusion etwas in diese Richtung:

      • Jetzt wird’s in Fusion ins CAM gewechselt. Ein neues Setup angelegt, als Modell die Platte mit 0 Zusatz Größen. Ich habe mir angewöhnt im Setup jedes Teil in einen eigenen Ordner zu legen. Als erstes kommen die Befestigungsbohrungen dran. Sind die erledigt wird die Spindel aus dem Weg gefahren und darf warten bis ich die Schrauben drinnen habe. Danach kommen dann die Teile jeweils einzeln dran. Das meiste wird über 2D Contour gemacht, ab und zu kommt mal für kleinere Part noch ein 2D Adaptive dazu, aber ehr selten. Da ich das CFK nicht festklebe, werden die Teile über Tabs festgehalten. Um es beim heraus lösen etwas einfacher zu haben dupliziere ich die Operation, lösche für diesen Schritt einen Großteil der Tabs und mache sie etwas kleiner, so habe ich beim Fräsen genug Stabilität und hinterher nicht so viel Arbeit. So sieht die Simulation dann aus:

      • Aus dem ganzen wird dann im Post GCode gemacht mit dem die MPCNC klar kommt. Dann geht’s damit an die Fräse und der Spaß wird im Wasserbad gefräst. Wenn ich im CAM nix falsch gemacht habe gibt’s bei dem Schritt mittlerweile auch eigentlich keine Probleme mehr. Wenn was schief geht, dann meist das mir der Fräser abbricht, entweder weil ich nicht aufgepasst habe und mir in die Aufspannung gefahren bin, oder weil er einfach Stupf war oder wegen zu vielen Vibrationen auf der MPCNC (die ist halt einfach ein verdammt weiches und wackelige Teil). Dadurch das ich jedes einzelne Teil als eigenen Ordner im CAM habe kann ich dort aber recht einfach alles was schon fertig ist ausblenden, code neu Generieren und weiter machen.



      Im Großen und Ganzen bin ich mit dem Workflow ganz zufrieden (was ggf auch einfach daran liegt das ich nichts anderes kenne).

      Etwas nervig ist zum Teil das der CAM Part in Fusion nicht immer das macht was man gerne möchte und dann nicht immer sprechende Fehlermeldungen, bzw Warnings ausgibt. Da hat man dann ein Rotes Ausrufezeichen da stehen mit einem Hinweis „Toolpath not generated“ oder „Toolpath empty“ und man fragt sich wieso er das nicht einfach macht. Meist liegt es dann daran das er mit dem Tool Durchmesser nicht in die Lücke rein kommt die man raus fräsen will, oder aber das er mit einer Helix rein will für deren Durchmesser nicht genug Platz ist. Mittlerweile finde ich die Punkte dann recht schnell, aber Anfangs hat mich das schon etwas Nerven gekostet.

      Innenradien sind allgemein so ein Thema, da macht Fusion nix automatisch, das muss man im CAD schon berücksichtigen. Auf der einen Seite finde ich das gut, einfach weil ich so gezwungen werde mir schon im CAD Gedanken zu machen wie ich die Probleme löse. Als Ergebnis bekommt man dann sauber 1:1 das was man im CAD sieht. Anderseits ist das ab und zu auch etwas nervig weil es nicht einfach eine 1 Klick Lösung gibt.

      Soviel zu meinem Workflow. Jetzt bin ich mal gespannt wie das bei Anderen abläuft und ob ich mir nicht noch das Ein oder Andere abgucken kann ;)
      Grüße, Klaus

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    • Prima das du dieses Thema auf gemacht hast. :thumbup:
      Ich wusste bisher überhaupt nicht das Fusion ein CAM Modul hat. :D

      Ich habe seit ca. 10 Jahren eine ältere Isel Fräse mit ca. 500x500mm.
      Die Steuerung die dabei war hat den Weg in die Tonne fast alleine gefunden, absoluter Schrott das Ding. :thumbsup:
      Ich hab mir dann eine billig China Steuerung gekauft und für mich angepasst, funktioniert mit Planet CNC Software um Welten besser als das Ding das dabei war.
      Anfangs habe ich mit Solid Works gezeichnet mittlerweile bin ich aber bei Inventor was in meinen Augen inzwischen deutliche Vorteile hat.
      Von Inventor gibts auch eine kostenlose Studentenversion, da ist dann glaube ich das CAM Modul nicht dabei, aber das nutze ich auch nicht obwohl ich es habe.

      Dann beschreibe ich mal wie ich vorgehe.

      Ich zeichne die Bauteile einzeln und füge sie dann als Baugruppe zusammen.
      So sieht man perfekt ob es irgendwo Probleme gibt.
      Wenn alles passt exportiere ich jedes Bauteil für sich als DXF.
      Dann werden die DXF mit Estlcam geöffnet.
      Das schöne an Estlcam ist das man selbst festlegen kann in welcher Reihenfolge was gefräst werden soll.
      Es gibt schöne Funktionen z.b. zum Ecken frei Fräsen schräg eintauchen oder Stege stehen lassen.
      Dann erstellt Estlcam eine CNC Datei die direkt von der Steuersoft der Fräse eingelesen wird.
      Von der Bedienung sehr einfach und intuitiv zu lernen.

      Ich klebe die CFK Platten nur mit gutem (das ist wichtig) Doppelseitigem Klebeband fest, das hält selbst im Wasserbad ohne Probleme.
      Und dann wird mit dem Fräsen los gelegt. :D

      Ich kann nur empfehlen Estlcam mal zu testen, das ist auch mit der kostenlosen Version möglich.

      estlcam.de/

      Man kann damit, die geeigneteSteuerung vorausgesetzt, auch die Fräse steuern, mache ich nicht ist aber einfach Gewohnheit und der Tatsache geschuldet das ich halt schon eine Steuerung habe.
      Probiert es einfach mal aus, ich finde es klasse, vor allem hat man die komplette Kontrolle übers CAM.
    • Sehr lustig, ich wusste bisher nicht das man Estlcam auch als Stand alone CAM nutzen kann, kannte das bisher nur vom Lesen als Steuerung die "auch" CAM kann.
      Ansonsten hört sich das grundlegend nicht viel anders an als bei mir. Das schöne an Fusion ist halt das man sich den Umweg über die DXF Files spart. Das ist extrem angenehm finde ich.
      Das einziege was mir bisher wirklich gefehlt hat ist das Ecken ausfräsen. Und ein wenig das Automatische anordnen der Teile (so wie man das vom 3D Druck her kennt).
      Die Reihenfolge der einzelnen Operationen kann man bei Fusion auch fest legen, allerdings innerhalb einer Operation macht er das dann so wie er es für richtig hält. Will man also 10 Löcher Bohren und das in einer bestimmten Reihenfolge dann muss man 10 Operationen machen, aber meist hat man ja nur eine Hand voll die vorher gemacht werden muss so das dann zwei Operationen ausreichen.

      Mit Doppelseitigem Klebeband hatte ich anfangs auch experimentiert, aber bin da immer in Probleme gelaufen. Das hat mir dauernd die Fräser zu gesetzt und die sind dann natürlich abgebrochen. Ich hatte es mit No Name Teppich Klebeband ausm Baumarkt, Teppich Band von Tesa und mit M3 647MP probiert, alle das gleiche Ergebnis. Ich weiß nicht obs daran liegt das ich recht kleine Fräser nutze, meist 1,2 und 1,5mm oder an meiner Opferplatte aus PVC Schaum.
      Welches Band genau nutzt du?
      Grüße, Klaus

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    • Wenn es dann nun einen passenden Thread gibt bin ich mal so frei und zitiere mich selber ;)

      Yamie schrieb:

      Klar, ich nutze Fusion360 und das darin enthaltene CAM.
      Ich denke Fusion macht die Dinge genau so wie ich sie ihm sage, aber manches will ich halt anders.
      Vor allem wenn ich etwas möchte, das nur an einer Kontur nicht mit einem 2mm Fräser gemacht werden kann.
      Bei zu kleinen Innenradien meckert es dann sofort.

      Hier mal am Beispiel meiner Siteplate:



      So soll es aussehen, aber die Radien am Ende, dem Teil wo die Mutter rein kommt kann das Werkzeug nicht fräsen.
      An der Stelle muss ich dann das Teil selber ändern und kann dann mit Projektionen (Danke @F.Haise) andere Bahnen Fräsen als nur über die Konturen.





      Auch beim Arm war das nötig.


      Wenn sonst alles mit dem Setup und den Einstellungen stimmt kann ich über den Fanuc G91 Postprozessor einen G-Code ausgeben, den meine Steuersoftware (Planet CNC) von der Fräse nimmt.




      Ich arbeite also momentan genau wie @ScorpionTDL vollständig in Fusion.
      Das Arbeiten darin finde ich auch sehr angenehm, weil ich einfach etwas in der Zeichnung ändern kann und es wird automatisch im Programm übernommen.

      Und wie @katana nutzt meine Fräse die Planet CNC Software :)


      Zu meiner Fräse gibts dann hier noch mehr: fpv-racing-forum.de/thread/116…%C3%A4se-f%C3%BCr-carbon/


      Zum weiteren Ablauf, ich schraube die Carbonplatte auf die Operplatte, lasse dann die Löcher und Nuten bzw inneren Konturen fräsen, dann nutze ich das um das Teil selber fest zu schrauben und dann fräse ich die äußere Kontur.
      Mit beidseitigem Klebeband hatte ich mit 2mm und größer keine Probleme, aber die 1mm Fräser sind mir damit abgebrochen.
    • Ich schließe mich mal an!
      Ich habe noch keinen Frame gefräst, aber diesen Winter baue ich mein Wasserbad und dann wird auch CFK gefräst.

      Ich komme aus dem Bausektor und habe eine prof. Architekten CAD zur Verfügung. Die vergewaltige ich zu einfachen 2D-Zeichnungen und exportiere als DXF.

      Bei mir kommt dann EstlCAM zum Einsatz - mit den oben beschriebenem Zusatzfunktionen - und ich erstelle meinen GCODE, den EstlCAM dann auch als Steuerungssoftware verwendet um meine CNC14 zu steuern.

      u.a. habe ich diesen Koffer gefräst.

      Gruß
      Stefan
    • @ScorpionTDL
      Ich hab mit Tesa und 3M eigentlich gute Erfahrungen.

      Fräser nutze ich bei CFK grundsätzlich Diamantverzahnte Zweischneider.
      Ich versuche auch immer die Fräser so groß wie möglich zu verwenden.
      Da achte ich auch schon bei der Konstruktion drauf, ich bin meist bei 2mm oder größer.
      Kleiner nehme ich nur wenn es gar nicht anders geht, beim Whoopinitum z.b.

      Was habt ihr denn für Drehzahlen?
      Ich bin auch bei 3mm noch bei 25000 U/min.

      Ehrlich gesagt habe ich damit keine Probleme das Klebeband durch zu fräsen, da setzt sich nichts zu.
    • Ich bin immer bei meinen maximalen Drehzahlen, ist bei meiner AMB FME 800 29.000 rpm.
      Nach meiner Recherche kann man kaum zuviel Drehzahl haben, empfohlen werden oft sogar 50.000 rpm, aber im Hobbybereich kann das nicht erreicht werden.

      Mit 2mm und 3mm hatte ich mit dem Klebeband auch keine Probleme, nur bei 1mm Fräsern zog es sich am Fräser hoch und ließ den dann stehen.

      Hatte zuerst ein paar billige Chinafräser von Amazon, 10 Stück für 10€ weil ich damit rechnete, die haufenweise ab zu brechen, aber das war gar nicht der Fall.
      Zuletzt hatte ich VHM Fräser hier gekauft: as-toolstore.de/epages/6221596…0%2C8%20bis%20D3%2C175%22

      Die sind ne ganze ecke schärfer und machen einen viel besseren Eindruck, aber das Ergebnis ist nicht wirklich anders.
    • Gut möglich das es dann wirklich an den Dünnen Fräsern die ich meist nutze.
      Bei den Verticals gehts halt erst bei 1,5 und kleiner los ;)
      Bei den wenigen "normalen" bin ich dann auch ehr mit 2mm unterwegs, aber da hatte ich es dann garnicht mehr mit den Klebeband probiert.

      Vorn den Drehzahlen bin ich auch bei allem was die AMB 1050 hergibt, sprich 25.000
      Als Fräser nutze ich meist die beschichteten Diamant Verzahnten von Sorotec sind zwar schweine Teuer aber halten typischerweise für zwei Vertical Frames. Die billigen China Teile für nen 10er pro 10er Pack hatte ich auch letztens endlich probiert, aber da merkt man sofort das die MPCNC extrem weich ist und die Fräser lange nicht so scharf wie die Sorotec. Da muss er deutlich mehr drücken und schon ist die Maßhaltigkeit im Keller.
      Grüße, Klaus

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